2025版高中物理第五章2描述交变电流的物理量练习含解析新人教版选修3-2

PAGE6-2描述交变电流的物理量1.(2024·江西南昌检测)(多选)关于交变电流的周期和频率,下列说法正确的是(AC)A.正弦式交变电流连续两次出现正向最大值的时间间隔等于一个周期B.100Hz的交变电流,其周期等于0.02sC.频率为50Hz的交变电流,1s内方向变更100次D.频率为50Hz的交变电流,1s内方向变更50次解析:正弦式交变电流连续两次出现正向最大值的时间间隔等于一个周期,选项A正确;100Hz的交变电流,其周期等于0.01s,选项B错误;频率为50Hz的交变电流,1s内方向变更100次,选项C正确,D错误.2.(2024·安徽池州检测)在如图所示电路中,A是熔断电流I0=2A的保险丝,R是可变电阻,S是沟通电源.沟通电源的内电阻不计,其电动势随时间变更的规律是e=2202sin(314t)V.为了不使保险丝熔断,可变电阻的阻值应当大于(B)A.1102Ω B.110ΩC.220Ω D.2202Ω解析:电压的有效值U=220V,所以电阻的最小值Rmin=UI0=2202Ω3.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的感应电动势e=2202sin(100πt)V,则(BC)A.沟通电的频率是100πHzB.t=0时,线圈位于中性面C.沟通电的周期是0.02sD.t=0.05s时,e有最大值解析:由瞬时值表达式知:感应电动势按正弦规律变更,所以t=0时,线圈位于中性面,角速度ω=100πrad/s.因ω=2πf,所以f=ω2π=100π2πHz=50Hz;由T=1f得T=4.电阻R1,R2与沟通电源依据图(甲)方式连接,R1=10Ω,R2=20Ω.合上开关S后,通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变更的状况如图(乙)所示.则(B)A.通过R1的电流有效值是1.2AB.R1两端的电压有效值是6VC.通过R2的电流最大值是1.2AD.R2两端的电压最大值是62V解析:从题图(乙)可以看出,该交变电流的电流最大值为0.62A,正弦式交变电流有效值为I=Im2=0.6A,R1两端电压有效值为U1=IR1=6V,R2两端电压最大值为Um=ImR2=0.625.一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上,消耗电功率为P;若把它接在某个正弦沟通电源上,其消耗的电功率为P2A.5V B.52VC.10V D.102V解析:依据公式P=U2R再结合交变电流的有效值定义P2=U有效2R,U有效=U2知其有效值U有效6.(多选)如图所示,先后用不同的沟通电源给同一盏灯泡供电.第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变更,如图(甲)所示;其次次灯泡两端的电压变更规律如图(乙)所示.若图(甲)、(乙)中的U0,T所表示的电压、周期值是相同的,则以下说法正确的是(AD)A.第一次灯泡两端的电压有效值是22UB.其次次灯泡两端的电压有效值是32UC.第一次和其次次灯泡的电功率之比是2∶9D.第一次和其次次灯泡的电功率之比是1∶5解析:第一次所加正弦沟通电压的有效值U1=22U0,故A正确;设其次次所加沟通电压的有效值为U2,则依据有效值的含义有U22RT=(2U0)2RT2+U02RT7.(2024·陕西南郑中学期末)(多选)如图所示,(甲)为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间成正弦规律变更,其et图象如图(乙)所示.发电机线圈电阻为1Ω,外接灯泡的电阻为9Ω,则(CD)A.电压表的示数为6VB.灯泡消耗的功率为4WC.在1.0×10-2s时刻,穿过线圈的磁通量最大D.在0.5×10-2s时刻,穿过线圈的磁通量变更率最大解析:由图象可知,发电机产生的电动势的最大值为62V,那么有效电压就是6V,电压表测量的是灯泡的电压,所以电压为61+9×9V=5.4V,故A错误;由P=U2R知,P=5.429W=3.24W,故B错误;在t=1.0×8.(多选)有一个电子元器件,当其两端电压高于100V时导电,等于或低于100V时不导电,若把这个电子元器件接到100V,50Hz的正弦交变电压上,这个电子元器件将(CD)A.不导电B.每秒导电50次C.每秒导电100次D.每秒电流方向变更100次解析:电源电压100V为有效值,则电源电压的最大值为1002V,在每个周期的0～T2内,有一段时间加在电子元器件上的电压大于100V,电子元件导电,在每个周期的T9.图(甲)为电热毯的电路示意图.电热丝接在u=311sin(100πt)V的电源上,电热毯被加热到肯定温度后,通过装置P使输入电压变为图(乙)所示波形,从而进入保温状态.若电热丝电阻保持不变,此时沟通电压表的读数是(B)A.110V B.156V C.220V D.311V解析:沟通电压表的读数是交变电流的有效值,因此必需依据有效值的定义来计算.由有效值的定义可得U2RT=(311210.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R,半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为(D)A.BL2ωC.2BL解析:切割磁感线产生的感应电动势为E=12BL2ω,线框转动一周有电动势的时间是T4,故依据电流有效值定义有(12BL2ωR)11.城市晚上或者每逢节日,同学们往往能看到很多霓虹灯发出艳丽绚丽的灯光,将城市装扮得异彩纷呈,赏心悦目.频率为50Hz的交变电流,其电压u=168sin(ωt)V,把它加在激发电压、熄灭电压均为84V的霓虹灯的两端,求在半个周期内霓虹灯点亮的时间.解析:沟通电压的周期T=0.02s,电压的峰值Um=168V.为便于求解,作沟通电压的Ut图象如图所示,当电压高于84V时霓虹灯才发光,由图象易知,半个周期内霓虹灯点亮的时间为Δt=t2-t1.因2πft1=π6,2πft2=得t1=1600s,t2=5则Δt=t2-t1=1150答案:115012.(2024·山西翼城中学期末)如图,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动.ω=2πrad/s,外电路电阻R=4Ω.求:(1)线圈产生的感应电动势的最大值;(2)沟通电压表的示数;(3)线圈转动一周在电阻R上产生的热量.解析:(1)线圈产生的感应电动势的最大值Em=nBSω=100×0.